Расчёт противорадиационного укрытия на предприятии АПК Министерство сельского хозяйства Российской Федерации ФГУ ВПО Тюменская государственная сельскохозяйственная академия Механико-технологический институт Кафедра: "Безопасности жизнедеятельности" Расчетно-графическая работа на тему: "Расчёт противорадиационного укрытия на предприятии АПК" Выполнил: студент гр. Проверил: Тюмень, 2009 Содержание Введение Задача 1 Задача 2 Задача 3 Задача 4 Задача 5 1. Расчёт коэффициента защищённости противорадиационного укрытия 2. Дополнительные расчёты коэффициента защищённости противорадиационного укрытия Литература Введение Защита населения от современных средств поражения - главная задача гражданской обороны. Укрытие в защитных сооруженияхобеспечивает различную степень защиты от поражающих факторов ядерного, химического и биологического оружия, а также от вторичных поражающих факторов при ядерных взрывах и применении обычных средств поражения (от разлетающихся с большой силой и скоростью обломков иосколков конструкций сооружений,комьев грунта и т.д.). Этот способ, обеспечивая надежную защиту, вместе с тем практически исключает в период укрытия производственную деятельность. Применяется при непосредственной угрозе применения ОМП и при внезапном нападении противника. Противорадиационные укрытия (ПРУ). Они обеспечивают защиту укрываемых от воздействия ионизирующих излучений и радиоактивной пыли, отравляющих веществ, биологических средств в капельно-жидком виде и от светового излучения ядерного взрыва. При соответствующей прочности конструкций ПРУ могут частично защищать людей от воздействия ударной волны и обломков разрушающихся зданий. ПРУ должны обеспечивать возможность непрерывного пребывания в них людей в течение не менее двух суток. Защитные свойства ПРУ от радиоактивных излучений оцениваются коэффициентом защиты (Кз) или коэффициентом ослабления (Косл), который показывает, во сколько раз укрытие ослабляет действие радиации, а следовательно, и дозу облучения. Задача 1 Рассчитать границы очага ядерного поражения радиусы зон разрушения после воздушного ядерного взрыва мощностью боеприпаса 150 кТ. Построить график и сделать вывод. Дано: Q1 =150 кТ Q2 =100 кТ R2п =1,7 км R2с =2,6 км R2ср =3,8 км R2сл =6,5 км Решение: ; Rп = ; Rc = ; Rср = ; Rсл = . Ответ: Rп =1,8 км; Rс =2,8 км; Rср =4,2 км; Rсл =7,2 км. Rп , Rс , Rср , Rсл - ? Вывод: после воздушного ядерного взрыва мощностью 150 кТ, зона поражения составила 14,4 км. Радиусы зон разрушения следующие: Rп = 1,8 км; Rс. = 2,8 км; Rср = 4,2 км; Rсл = 7,2 км. Задача 2 Рассчитать границы очага ядерного поражения и радиусы зон разрушения при наземном ядерном взрыве мощностью боеприпаса 150 кТ. Построить график и сделать вывод. Дано: Q1 =150 кТ Q2 =100 кТ R2п =1,9 км R2с =2,5 км R2ср =3,2 км R2сл =5,3 км Решение: ; Rп = ; Rc = ; Rср = ; Rсл = . Ответ: Rп =2,1 км; Rс =2,8 км; Rср =3,5 км; Rсл =5,9 км. Rп , Rс , Rср , Rсл - ? Вывод: при наземном ядерном взрыве зона полных разрушений больше чем при воздушном ядерном взрыве на 0,6 км. А общая зона поражения меньше на 2,6 км. Задача 3 Рассчитать величину спада уровня радиации через 2, 6, 12, 24, 48 часов после аварии на АЭС и после ядерного взрыва, если начальный уровень радиации через 1 час составит Р0 =150 Р/ч. Построить график и сделать вывод. Дано: Р0 =150 Р/ч t=2, 6, 12, 24, 48 ч Решение: Рt = , степень 1,2 применяется при расчетах спадов уровня радиации после ядерного взрыва, 0,5 - после аварии на АЭС. После аварии на АЭС Рt2 = ; Рt6 = ; Рt12 = ; Рt24 = ; Рt48 = После ядерного взрыва: Рt2 = ; Рt6 = ; Рt12 = ; Рt24 = ; Рt48 = ; Ответ: 1) Рt2 =106,38 Р/ч; Рt6 =61,47 Р/ч; Рt12 =43,35 Р/ч; Рt24 =30,67 Р/ч; Рt48 =21,67 Р/ч; 2) Рt2 =65,50 Р/ч; Рt6 =17,48 Р/ч; Рt12 =7,60 Р/ч; Рt24 =3,63 Р/ч; Рt48 =1,44 Р/ч. Рt - ? Вывод: спад уровня радиации при ядерном взрыве происходит быстрее чем при аварии на АЭС. Задача 4 Рассчитать эквивалентную дозу облучения, полученную людьми, находящимися на зараженной радиационными веществами местности в течение 6 часов. Если начальный уровень радиации через 1 час после аварии на АЭС составил Р0 =150 мР/. Дано: Р0 =150 мР/ч t=6 ч α=25% β=25% γ=25% η=25% Решение: ; ; ; Dэкс =0,877 · Dпогл ; Рад; Dэкв = Q∆·Dпогл. Q - коэффициент качества или относительный биологический эквивалент, показывает во сколько раз данный вид излучения превосходит рентгеновское по биологическому воздействию при одинаковой величине поглощенной дозы, для α - излучения Q=20, β и γ - излучения Q=1, η - излучения Q=5-10. Dэкв = 20 · 723,38 · 0,25 + 1 · 723.38∙0,25+1∙723,38∙0,25+ +5∙723,38 ∙0,25=4882,8 мБэр = 0,0048 Зв. Ответ: Dэкв =0,0048 Зв. Dэкв - ? Вывод: Люди, находящиеся на зараженной радиацией территории после аварии на АЭС в течение 6 часов получат эквивалентную дозу 0,0048 Зв. Данная доза не представляет опасность для возникновения лучевой болезни. Задача 5 Рассчитать эквивалентную дозу облучения, полученную людьми, находящимися на зараженной радиационными веществами местности в течение 6 часов. Если начальный уровень радиации через 1 час после ядерного взрыва составил Р0 =150 мР/. Дано: Р0 =150 мР/ч t=6 ч α=25% β=25% γ=25% η=25% Решение: ; ; ; Dэкс =0,877 · Dпогл ; Рад; Dэкв = Q∆·Dпогл. Dэкв = 20 · 572,90 · 0,25 + 1 · 572,90 ∙ 0,25+1 ∙ 572,90 ∙ 0,25+ +5 ∙ 572,90 ∙ 0,25=3867,07 мБэр = 0,0038 Зв. Ответ: Dэкв =0,0038 Зв. Dэкв - ? Вывод: Люди, находящиеся на зараженной радиацией территории после ядерного взрыва в течение 6 часов получат эквивалентную дозу 0,0038 Зв. Данная доза не представляет опасность для возникновения лучевой болезни. Исходные данные для расчёта противорадиационной защиты. 1. Место нахождения ПРУ - в одноэтажном здании; 2. Материал стен - Ко (из каменных материалов и кирпич); 3. Толщина стен по сечениям: А - А - 25 см; Б - Б - 12 см; В - В - 12 см; Г - Г - 25 см; 1 - 1 - 25 см; 2 - 2 - 12 см; 3 - 3 - 25 см. 4. Перекрытие: тяжёлый бетон, дощатый по лагам толщиной 10 см, вес конструкции - 240 кгс/м2 ; 5. Расположение низа оконных проёмов 2,0 м; 6. Площадь оконных и дверных проёмов против углов (м2 ) α1 = 8/2,α2 = 15/4/2,α3 = 7,α4 = 6; 7. Высота помещения 2,9 м; 8. Размер помещения 4×6м; 9. Размер здания 12×20 м; 10. Ширина заражённого участка, примыкающего к зданию 20 м. 1. Расчёт коэффициента защищённости противорадиационного укрытия Предварительные расчёты таблица №1. Сечение здания Вес 1 м2 конструкции Кгс/м2 1-Lст стен Приведённый вес Gпр кгс/м2 Суммарный вес против углов Gα, Кгс/м2 А - А Б - Б В - В Г - Г 1 - 1 2 - 2; 3 - 3 450 216 216 450 450 216 450 0,134 0,258 0,068 0,034 0,020 0,221 0,057 0,866 0,742 0,932 0,966 0,861 0,781 0,943 389,7 160,2 201,3 434,7 360,00 168,4 424,3 Gα4 = 389,7 Gα2 = 796,28 Gα3 = 360,00 Gα1 = 592,83 1. Материал стен - Ко (из каменных материалов и кирпича). 2. Толщина стен по сечению (см): А - А - 25; Б - Б - 12; В - В - 12; Г - Г - 25; 1 - 1 - 25; 2 - 2 -12; 3 - 3 - 25. 3. Определяем вес 1 м2 конструкций для сечений (кгс/м2 ). Таблица №1. А - А - 450; Б - Б - 216; В - В - 216; Г - Г - 450; 1 - 1 - 450; 2 - 2 - 216; 3 - 3 - 450. 4. Площадь оконных и дверных проёмов против углов (м2 ). α1 = 8/2; α2 = 15/4/2; α3 = 7; α4 = 6. 5. Высота помещения 2,9 м2 . 6. Размер здания 12×20 м. Площадь стен: S1=2,9*·12=34,8 м2 - внутренней; S2=2,9* 20=58 м2 - внешний. G α1 = 3 - 3 +2 - 2 G α2 = Г-Г + В-В + Б-Б G α3 = 1 - 1 G α4 = А-А 7. Определим коэффициент проёмности. ; А – А, ; Б – Б, В – В , Г – Г, 1 – 1, 2 – 2 , 3 – 3, 8. Определяем суммарный вес против углов Gα. Gα1 = 168,4 + 424,3 = 592,8; Gα2 = 160,2 + 201,3 + 434,7 = 796,2; Gα3 = 360; Gα4 = 389,7; 9. Определяем коэффициент защищённости укрытия. Коэффициент защиты Кздля помещений в одноэтажных зданиях определяется по формуле: Где К1 - коэффициент, учитывающий долю радиации, проникающий через наружные и внутренние стены принимаемый по формуле: 10. Определяем коэффициент, учитывающий долю радиации, проникающей через наружные и внутренние стены. 11. Размер помещения (м×м).4х6 α1 = α3 = 67,4 α2 = α4 =112,6 12. Находим кратность ослабления степени первичного излучения в зависимости от суммарного веса окружающих конструкций по таблице 28. Кст1 = 592,83 = 550 + 42,83 = 45 + (42,83· 0,4) = 62,13 550 - 45 ∆1 = 600 - 550=50 600 - 65 ∆2 = 65 - 45=20 ∆2/∆1 = 20/50=0,4 Кст2 = 796,28 = 700 + 96,28= 120 + (96,28 · 1,3) = 245,16 700 - 120 ∆1 = 800 - 700 = 100 800 - 250 ∆2 = 250 - 120 = 130 ∆2/∆1 = 130/100 = 1,3 Кст3 = 360 = 350 + 10 = 12 + (10 · 0,08) = 12,08 350 - 12 ∆1 = 400 - 350 =50 400 - 16 ∆2 = 16 - 12 = 4 ∆2/∆1 = 4/50 = 0,08 Кст4 = 389,7 = 350 + 39,7 = 12 + (39,7 · 0,08) = 12,31 350 - 12 ∆1 = 400 - 350 =50 400 - 16 ∆2 = 16 - 12 = 4 ∆2/∆1 = 4/50 = 0,08 13. Определяем коэффициент стены. Кст - кратность ослабления стенами первичного излучения в зависимости от суммарного веса ограждающих конструкций. 14. Определяем коэффициент перекрытия. Кпер - кратность ослабления первичного излучения перекрытием. 10 см бетон - 240 кгс/м 2 = 4,28 Кпер = 240= 200 + 40= 3,4 + (40 · 0,022) = 4,28 200 - 3,4 ∆1 = 250- 200 = 50 250 - 4,5 ∆2 = 4,5 - 3,4 = 1,1 ∆2/∆1 = 1,1/50 = 0,022 15. Находим коэффициент V1 , зависящий от высоты и ширины помещения, принимается по таблице №29. V (3) = 2,9= 2+ 0,9= 0,06 - (0,9 · 0,02) = 0,042 2 - 0,06 ∆1 = 3- 2 = 1 3 - 0,04 ∆2 = 0,04- 0,06 = - 0,02 ∆2/∆1 = - 0,02/1 = - 0,02 V (6) = 2,9= 2+ 0,9= 0,16 - (0,9 · 0,07) = 0,097 2 - 0,16 ∆1 = 3- 2 = 1 3 - 0,09 ∆2 = 0,09- 0,16 = - 0,07 ∆2/∆1 = - 0,07/1 = - 0,07 V (4) = 4= 3+ 1= 0,042 + (1 · 0,018) = 0,06 3 - 0,042 ∆1 = 6- 3 = 3 6 - 0,097 ∆2 = 0,097- 0,042 =0,055 ∆2/∆1 = 0,055/3 = 0,018 V (4) = V1 = 0,06 16. Находим коэффициент,учитывающий проникание в помещение вторичного излучения. К0 = 0,09a = 0, 09 · 1,5 = 0, 135 Sa = 8+ 15 + 7 + 6 = 36 м2 Sп = 4 · 6 = 24 м2 а = 36/24 = 1,5 17. Определяем коэффициент, учитывающий снижение дозы радиации в зданиях, расположенных в районе застройки Км , от экранизирующего действия соседних строений, определяется по таблице №30. Км = 0,65 18. Определяем коэффициент, зависящий от ширины здания и принимаемый по таблице №29. Кш = 0,24 19. Определяем коэффициент защищённости укрытия. Вывод: Коэффициент защищённости равен Кз =6,99 , это меньше 50 , следовательно здание не соответствует нормированным требованиям и не может быть использовано в качестве противорадиационного укрытия. С целью повышения защитных свойств здания необходимо провести следующие мероприятия 2,56 СНИПА: 1. Укладка мешков с песком у наружных стен здания; 2. Уменьшение площади оконных проёмов; 3. Укладка дополнительного слоя грунта на перекрытие. 2. Дополнительные расчёты коэффициента защищённости противорадиационного укрытия Предварительные расчёты таблица №2 Сечение здания Вес 1 м2 конструкции Кгс/м2 1 - αт стен Приве-дённый вес Gпр кгс/м2 Суммарный вес против углов Gα, Кгс/м2 А - А Г - Г 1 - 1 3 - 3 1550 1550 1550 1550 0,067 0,017 0,014 0,028 0,93 0,98 0,99 0,97 1446 1523 1534 1505 Gα1 = 1673 Gα2 = 1884 Gα3 = 1534 Gα4 = 1446 1. Ширина менее 50 см = 0,5 м . 2. Объём массы песка 2000 - 2200 кгс/м2 . 3. Определяем вес 1 м2 . 2200 · 0,5=1100 кгс/м2 . 4. Уменьшаем площадь оконных проёмов на 50%. 5. Определяем суммарный вес против углов Gα. Gα1 = 168,42 +1505 = 1673; Gα2 = 160,27 + 201,31 + 1523 = 1884; Gα3 = 1534; Gα4 = 1446; 6. Определяем коэффициент, учитывающий долю радиации, проникающей через наружные и внутренние стены. 7. Укладываем слой грунта на перекрытие 30 см = 0,3 м. 8. Объём массы грунта 1800 кгс/м2 ; 1800 · 0,3 = 540 кгс/м2 . Определяем вес 1 м2 перекрытия грунта: 540+240=780 кгс/м2, 9. Определяем коэффициент перекрытия. Кпер = 780= 700 + 80= 70 + (80 · 0,5) = 110 700 - 70 ∆1 = 800 - 700= 100 800 - 120 ∆2 = 120-70 = 50 ∆2/∆1 = 50/100 = 0,5 Кпер = 110 V1 = 0,06 К0 = 0,09 · а α = 1,5/2= 0,75 К0 = 0,09 · 0,75 = 0,067 Км = 0,65 Кш = 0,24 10. Определяем коэффициент стены. Кст =1446 = 1300 + 146 = 8000 + (146 · 10) = 9460 1300 - 8000 ∆1 = 1500 - 1300 = 200 1500 - 10000 ∆2 = 10000 - 8000 = 2000 ∆2/∆1 = 2000/200 = 10 11. Определяем коэффициент защищённости укрытия. Вывод: Коэффициент защищённости равен Кз =168,3 , это больше 50 , соответственно здание соответствует нормированным требованиям и может быть использовано в качестве противорадиационного укрытия. Литература 1. СНИП Строительные нормы и правила 11 - 11, 77 г, Защитные сооружения гражданской обороны.